[發明專利]一種護盾式TBM空推拼裝管片隧洞施工方法

在審

• 申請號: 202111477548.1
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114151096A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 劉啟波;方騰衛;何平;崔恒富
• 申請（專利權）人: 廣東省水利電力勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D11/00;E21D11/08;E21D11/10
• 代理公司: 廣州弘邦專利商標事務所有限公司 44236
• 代理人: 張麗

本發明涉及隧道施工技術領域，公開了一種護盾式TBM空推拼裝管片隧洞施工方法，包括以下步驟：S1在護盾式TBM的接收端采用新奧法施工鉆爆法小導洞，對圍巖進行初期支護，該鉆爆法小導洞初期支護后的洞徑D略大于護盾式TBM的刀盤直徑D_刀盤；S2在鉆爆法小導洞的底部澆筑用于定位、支撐護盾式TBM底管片的混凝土導臺；S3護盾式TBM由掘進段進入鉆爆法小導洞段，并以空推步進的方式通過、且空推步進時同步拼裝預制管片，直至出洞接收；S4步驟S3中，每拼裝完一環預制管片，即對預制管片與圍巖之間的空隙進行豆礫石回填灌漿處理。本發明可解決有壓輸水隧洞護盾式TBM掘進段與接收端鉆爆法導洞段洞徑不統一、增加水頭損失的問題，且方便施工、節省工期及優化投資。

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，尤其涉及一種用于有壓輸水隧洞中的護盾式TBM空推拼裝管片隧洞施工方法。

背景技術

巖石隧道掘進機(Tunnel Boring Machine)簡稱TBM，是利用巖石隧道掘進機在巖石地層中暗挖隧道的一種施工方法，其通常是利用回轉刀盤又借助推進裝置的作用力從而使刀盤上的滾刀切割(或破碎)巖面，以達到破巖開挖隧道(洞)的目的；類型分為敞開式、單護盾式、雙護盾式等，其中單護盾式、雙護盾式TBM在掘進過程中一般均會同步拼裝預制管片。

在護盾式TBM隧洞的接收端會施工大于刀盤及混凝土二次襯砌尺寸的鉆爆法導洞，以便TBM滑行出洞接收，其傳統做法有兩種：其一，在接收端施工小斷面的鉆爆法導洞，僅對圍巖進行初期支護，待TBM空推步進至洞口并拆解接收后，再澆筑混凝土二次襯砌。雖然該方法也可以做到使鉆爆法導洞段與TBM掘進段的襯砌內徑達到統一(即整體施工完成后洞徑統一)，但此方法需安裝、拆卸模板臺車、綁扎鋼筋、澆筑混凝土二次襯砌等，工序繁多，工期延長，失去了鉆爆法導洞對主洞進度的減壓作用，并且，襯砌混凝土澆筑方量增多，加大了工程投資。其二，在接收端施工較大斷面的鉆爆法導洞，并提前澆筑混凝土二次襯砌。按規范要求，襯砌厚度不小于0.3m，刀盤與襯砌間需預留間隙約0.15m，刀盤直徑用D_刀盤表示，則鉆爆法導洞初期支護后的洞徑D≥D_刀盤+2×0.3m+2×0.15m，而刀盤直徑原本就大于TBM掘進段管片襯砌的內徑(本發明實施例中，TBM刀盤直徑為5.06m，管片襯砌的內徑為4.3m，兩者相差0.76m)，因此，此種方法開挖方量大，并且整體施工完成后，TBM掘進段與鉆爆法導洞段的洞徑不統一，斷面變化較大(如：澆筑混凝土二次襯砌后鉆爆法導洞段的洞徑大約為5.36m，與管片襯砌的內徑4.3m相差1.06m)，對于有壓輸水隧洞來說，既增加了局部水頭損失，也不利于水流流態的平順銜接。

因此，研發一種既能滿足護盾式TBM的接收，又能統一洞徑、減少水頭損失，且兼具方便施工、節省工期及優化投資的施工方法具有重大意義。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷和不足，本發明提出一種護盾式TBM空推拼裝管片隧洞施工方法，以解決有壓輸水隧洞護盾式TBM掘進段與接收端鉆爆法導洞段洞徑不統一、增加水頭損失的問題，同時，方便施工、節省工期及優化投資。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

一種護盾式TBM空推拼裝管片隧洞施工方法，包括以下步驟：

S1：在護盾式TBM的接收端采用新奧法施工鉆爆法小導洞，對圍巖進行初期支護，該鉆爆法小導洞初期支護后的洞徑D略大于護盾式TBM的刀盤直徑D_刀盤；

S2：在鉆爆法小導洞的底部澆筑用于定位、支撐護盾式TBM底管片的混凝土導臺；

S3：護盾式TBM由掘進段進入鉆爆法小導洞段，并以空推步進的方式通過鉆爆法小導洞、且空推步進時同步拼裝預制管片，直至出洞接收；

S4：步驟S3中，每同步拼裝完一環預制管片，即對預制管片與圍巖之間的空隙進行豆礫石回填灌漿處理。